Quantification de la douceur dans les interfaces haptiques :une nouvelle formule pour un toucher réaliste

Université de Californie, San Diego

Les chercheurs ont développé une formule qui permet de recréer différents niveaux de douceur perçue. Sur la base des résultats de leurs expériences, ils ont créé des équations permettant de calculer la douceur ou la dureté d’un matériau en fonction de son épaisseur, du module d’Young (une mesure de la rigidité d’un matériau) et des zones à micro-motifs. Les équations peuvent également faire l'inverse et calculer, par exemple, l'épaisseur ou les micromotifs qu'un matériau doit avoir pour ressentir un certain niveau de douceur.

Des matériaux spécialement conçus imitent différents niveaux de douceur perçue. (Photo :David Baillot/École d'ingénierie Jacobs de l'UC San Diego)

Les chercheurs ont commencé par examiner deux paramètres utilisés pour mesurer la douceur perçue d’un matériau :la profondeur d’indentation (la profondeur à laquelle le bout du doigt s’enfonce dans un matériau) et la zone de contact entre le bout du doigt et le matériau. Normalement, ces paramètres changent simultanément lorsqu’un doigt appuie sur un objet. Des matériaux spécialement conçus ont été développés pour dissocier les deux paramètres, puis testés sur des sujets humains. Les chercheurs ont créé neuf dalles en élastomère différentes, chacune avec son propre rapport entre la profondeur d'indentation et la surface de contact. Les dalles différaient par la quantité de micro-motifs sur la surface, l'épaisseur et le module d'Young.

Les micromotifs se composent de réseaux de piliers microscopiques surélevés disséminés à la surface des dalles. Les minuscules piliers permettent au bout du doigt d’appuyer plus profondément sans modifier la zone de contact. Les dalles ont été testées sur 15 sujets chargés d'effectuer deux tâches. Dans la première tâche, ils ont présenté aux sujets plusieurs paires de dalles et leur ont demandé d'identifier la plus molle de chaque paire. Dans la deuxième tâche, les chercheurs ont demandé aux sujets de classer les neuf dalles de la plus molle à la plus dure.

Dans l’ensemble, les dalles que les sujets percevaient comme plus molles étaient plus épaisses, présentaient peu ou pas de micromotifs en surface et présentaient un faible module d’Young. Pendant ce temps, les dalles qui semblaient plus dures étaient plus minces, avaient plus de micro-motifs et un module d'Young élevé.

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